襯底處理裝置以及半導體裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及襯底處理裝置以及半導體裝置的制造方法。
【背景技術】
[0002]近年，閃存等的半導體裝置呈現(xiàn)高集成化的趨勢。與之相伴地，圖案尺寸顯著微細化。形成這些圖案時，作為制造工序的一個工序，存在實施對襯底進行氧化處理、氮化處理等的規(guī)定的處理的工序的情況。
[0003]作為形成上述圖案的方法的一種，有在電路間形成槽，并在槽中形成種膜、內襯膜、布線的工序。伴隨著近年的微細化，該槽以成為高縱橫比的方式構成。
[0004]形成內襯膜等時，要求在槽的上部側面、中部側面、下部側面、以及底部都形成膜厚無差別的良好的階梯敷層的膜。這是因為通過形成良好的階梯敷層的膜，能夠使半導體器件的特性在槽間均勻，由此能夠抑制半導體器件的特性差別。
[0005]為了處理該高縱橫比的槽，嘗試了將氣體加熱進行處理的方式、使氣體成為等離子體狀態(tài)進行處理的方式，但要形成具有良好的階梯敷層的膜很困難。
[0006]作為形成上述膜的方法，存在交替供給至少兩種的處理氣體，使其在襯底表面反應的交替供給方法。
[0007]另一方面，由于需要使半導體器件的特性均勻，因此在形成薄膜時，需要對襯底面內均勻地供給氣體。為實現(xiàn)該要求，開發(fā)出了能夠從襯底的處理面均勻地供給氣體的單張?zhí)幚硌b置。該單張?zhí)幚硌b置中，為了更均勻地供給氣體，例如在襯底上設置具有緩沖空間的嗔頭。
[0008]交替供給方法中，為了抑制各氣體在襯底表面以外發(fā)生反應，已知在供給各氣體的期間將殘留氣體通過凈化氣體進行凈化的方法，但由于具有此類工序，存在成膜時間延遲的問題。因此為了縮短處理時間，要使大量的凈化氣體流動，將殘留氣體排出。
[0009]而且，作為噴頭的一個方式，考慮到針對氣體而設置用于防止各氣體的混合的路徑、緩沖空間，但由于構造復雜因而存在維護麻煩且成本升高的問題。因此，現(xiàn)實的方式是使用將兩種氣體以及凈化氣體的供給系統(tǒng)通過一個緩沖空間集中的噴頭。
[0010]在使用具有兩種氣體所共用的緩沖空間的噴頭的情況下，考慮到殘留氣體在噴頭內彼此發(fā)生反應，會在噴頭內壁堆積附著物。為了防止這一現(xiàn)象，希望以能夠高效地去除緩沖室內的殘留氣體的方式，在緩沖室設置排氣孔，從排氣孔對環(huán)境氣體進行排氣。該情況下，在緩沖室內設置確保向處理室供給的兩種氣體以及凈化氣體不會向用于對緩沖空間進行排氣的排氣孔的方向擴散的結構，例如形成氣體的流動的氣體引導件。作為氣體引導件，例如希望設置在用于對緩沖空間進行排氣的排氣孔與供給兩種氣體以及凈化氣體的供給孔之間，并朝向噴頭的分散板放射狀地設置。為了從氣體引導件的內側的空間對氣體高效地排氣，使氣體引導件的內側與用于對緩沖空間進行排氣的排氣孔之間的空間、具體而言氣體引導件的外周端與排氣孔之間的空間連通。
【發(fā)明內容】
[0011]基于發(fā)明人的銳意研究的結果，在以往的構造中發(fā)現(xiàn)了以下課題。即，供給處理氣體時，處理氣體會從設在氣體引導件的外周端與排氣孔間的空間向排氣孔方向擴散。從空間向氣體引導件上部擴散的氣體，由于在氣體引導件周邊的氣體積留部等發(fā)生氣體殘留，因此即使在前述的緩沖空間內的排氣工序中也難以去除。附著物成為顆粒，可能會對襯底的特性造成負面影響，或導致成品率的降低。
[0012]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種襯底處理裝置以及半導體裝置的制造方法，SP使在氣體引導件上方的空間也能夠抑制附著物，能夠提供品質良好的襯底特性。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個方式，提供一種襯底處理裝置，具有:對襯底進行處理的處理室；設置于所述處理室的上方，具有對所述處理室均勻地供給氣體的分散板的緩沖室；設置于構成所述緩沖室的頂棚構造的頂板，相對于氣體供給方向在上游側連接有處理氣體供給部的處理氣體供給孔；設置于所述頂板，相對于氣體供給方向在上游側連接有惰性氣體供給部的惰性氣體供給孔；周狀的基端部，其以所述處理氣體供給孔位于內周側而所述惰性氣體供給孔位于外周側的方式與所述頂板的下游側的面連接；氣體引導件，其具有所述基端部，并配置于所述分散板的上方；處理室排氣部，其將所述處理室的環(huán)境氣體排氣，并設置于所述處理室的下方；至少對所述處理氣體供給部、所述惰性氣體供給部、所述處理室排氣部進行控制的控制部。
[0014]而且，根據(jù)發(fā)明的其它方式，
[0015]提供一種半導體裝置的制造方法，具有:
[0016]第一處理氣體供給工序，從設置于緩沖室的頂棚構造即頂板的處理氣體供給孔，經(jīng)由氣體引導件的內側區(qū)域、設置于所述氣體引導件與處理室之間并作為所述緩沖室的底部構成的分散板對所述處理室供給原料氣體，并且，從設置于所述頂板的惰性氣體供給孔經(jīng)由所述氣體引導件的外側區(qū)域供給惰性氣體；
[0017]第二處理氣體供給工序，從所述處理氣體供給孔經(jīng)由所述氣體引導件的內側區(qū)域以及所述分散板對所述處理室供給反應氣體；襯底處理工序，反復進行所述第一處理氣體供給工序以及所述第二處理氣體供給工序。
[0018]發(fā)明的效果
[0019]根據(jù)本發(fā)明，提供一種襯底處理裝置以及半導體裝置的制造方法，即使在氣體引導件上方的空間也能夠抑制附著物，能夠提供品質良好的襯底特性。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的第一實施方式的襯底處理裝置的剖視圖。
[0021]圖2是表示本發(fā)明的第一實施方式的襯底處理工序的流程圖。
[0022]圖3是對本發(fā)明的第一實施方式的成膜工序的氣體供給時機進行說明的說明圖。
[0023]圖4是表示本發(fā)明的第一實施方式的成膜工序的流程圖。
[0024]圖5是本發(fā)明的第二實施方式的襯底處理裝置的剖視圖。
[0025]圖6是對本發(fā)明的第二實施方式的襯底處理裝置的氣體沉淀進行說明的圖。
[0026]附圖標記的說明
[0027]100…處理裝置
[0028]200…晶片
[0029]210…襯底載置部
[0030]220…第一排氣系統(tǒng)
[0031]230…噴頭
[0032]243…第一處理氣體供給系統(tǒng)
[0033]244…第二處理氣體供給系統(tǒng)
[0034]245…第三氣體供給系統(tǒng)
[0035]260…控制器
【具體實施方式】
[0036]<本發(fā)明的第一實施方式>
[0037]( I)襯底處理裝置的構成
[0038]以下，使用圖1對本發(fā)明的第一實施方式的襯底處理裝置進行說明。圖1是本實施方式的襯底處理裝置的剖視圖。
[0039]以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的一個實施方式進行說明。首先，對本發(fā)明的一個實施方式的襯底處理裝置進行說明。
[0040]對本實施方式的處理裝置100進行說明。襯底處理裝置100是形成薄膜的裝置，如圖1所示，作為單張?zhí)幚硎揭r底處理裝置構成。
[0041]如圖1所示，襯底處理裝置100具備處理容器202。處理容器202例如作為橫截面為圓形且扁平的密閉容器構成。另外，處理容器202的側壁、底壁例如由鋁(Al)、不銹鋼(SUS)等的金屬材料構成。在處理容器202內，形成有對作為襯底的娃晶片等的晶片200進行處理的處理室201及搬運空間203。處理容器202由上部容器202a、下部容器202b、以及噴頭230構成。在上部容器202a與下部容器202b之間設有分隔板204。將被上部處理容器202a以及噴頭230圍成的空間且位于分隔板204上方的空間稱為處理室空間，將被下部容器202b圍成的空間且位于分隔板下方的空間稱為搬運空間。將由上部處理容器202a以及噴頭230構成并包圍處理空間的構造稱為處理室201。進而，將包圍搬運空間的構造稱為處理室內搬運室203。在各構造之間，設有用于將處理容器202內保持氣密的O型環(huán)208。
[0042]在下部容器202b的側面設有與閘門閥205相鄰的襯底搬入出口 206，晶片200經(jīng)由襯底搬入出口 206在與未圖示的搬運室之間移動。在下部容器202b的底部，設有多個頂升銷207。而且，下部容器202b接地。
[0043]以支承晶片200的襯底支承部(也稱為襯底載置部)210位于處理室201內的方式構成。襯底支承部210主要具有:載置晶片200的載置面211 ;在表面具有載置面211的載置臺212 ;被襯底載置臺212內包的、作為對晶片進行加熱的加熱源的襯底載置臺加熱部213 (也稱為第一加熱部)。在襯底載置臺212上，供頂升銷207貫通的貫通孔214分別設置在與頂升銷207對應的位置。
[0044]襯底載置臺212被主軸217支承。主軸217貫通處理容器202的底部，進而在處理容器202的外部與升降機構218連接。使升降機構218工作從而使主軸217以及支承臺212升降，由此能夠使襯底載置面211上載置的晶片200升降。此外，主軸217下端部的周圍被波紋管219覆蓋，處理容器202內保持氣密。
[0045]襯底載置臺212在晶片200的搬運時以襯底載置面211達到襯底搬入出口 206的位置(晶片搬運位置)的方式下降至襯底支承臺，在晶片200的處理時，如圖1所示，晶片200上升至處理室201內的處理位置(晶片處理位置)。
[0046]具體而言，當使襯底載置臺212下降至晶片搬運位置時，頂升銷207的上端部從襯底載置面211的上表面突出，頂升銷207能夠從下方對晶片200進行支承。另外，使襯底載置臺212上升至晶片處理位置時，頂升銷207從襯底載置面211的上表面埋沒，襯底載置面211從下方對晶片200進行支承。此外，頂升銷207由于與晶片200直接接觸，因而希望由例如石英、鋁等的材質形成。
[0047](處理氣體供給孔)
[0048]在處理室201的上方(氣體流動方向的上游側)設有后述的噴頭230，在噴頭230上設有頂板231 (也稱為蓋231)。在頂板231上設有用于對處理室201內供給處理氣體的處理氣體供給孔231a。與處理氣體供給孔231a連接的處理氣體供給系統(tǒng)的構成后述。頂板231還作為噴頭230的頂壁、緩沖室的頂壁使用。
[0049](惰性氣體供給孔)
[0050]而且，在頂板231上，設有用于對處理室201內供給惰性氣體的惰性氣體供給孔231b。
[0051](噴頭)
[0052]以頂板231和氣體分散板234作為主要構成而構成作為氣體分散機構的噴頭230。氣體分散板234作為處理室201的頂棚部構成，進而作為噴頭的底部構成。即，在處理室201的上游方向設有噴頭230。處理氣體經(jīng)由處理氣體供給孔231a被供給至噴頭230的緩沖室232內的緩沖空間。另外惰性氣體經(jīng)由惰性氣體供給孔231b被供給至噴頭230的緩沖室232內的緩沖空間。
[0053]緩沖室232由蓋231的下端部和后述的分散板234的上端形成。即，從緩沖室觀察，分散板234設置在氣體流動方向下游(這里為處理室方向，緩沖室的下方。)。而且，從緩沖室23